Стропильная система двухскатной крыши: устройство, узлы

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

Системы с подстропильными балками

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка

Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке)

Устойчивость может обеспечиваться стойками, или  расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Особенности монтажа стропильной системы деревянного дома

Отличие деревянных домов состоит в том, что сруб дает усадку, а это приводит к изменению геометрии стропильной системы. Если элементы закрепить жестко, крыша может развалиться.  Поэтому крепления делают плавающими. Есть специальные скользящие крепления, которыми в этом случае крепят стропила к верхнему венцу и к прогонам, если такие есть (смотрите фото).

Способ крепления стропильной системы деревчнного дома

Чтобы стропило свободно двигались при усадке, длинную его часть крепят строго параллельно его краю, о опрору размещают строго перпендикулярно. При необходимости под нее вырезается площадка. Размечают крепление так, чтобы крюк оказался в крайнем нижнем положении или около него. Крепят на специальные саморезы, которые идут в комплекте (обычные не подходят). Если монтаж производится на бревно, чтобы стропильная нога не соскользнула по нему, в нижней части вырезается полукруглое отверстие, на которое она будет опираться.

Такой крепеж продают на любом строительном рынке, называется он «скользячка». Как крепить скользячку к брусу смотрите в видео.

Строительство двухскатной крыши пошагово

Монтаж мауэрлата двухскатной крыши

Мауэрлат принимает на себя всю нагрузку от крыши и передает ее на стены, поэтому в качестве мауэрлата выбирают достаточно толстый и крепки брус. Толщину выбирают исходя из толщины стены, на которую он опирается. Как правило толщину мауэрлатного бруса стремятся выбрать равной или приближенной к толщине стены.

Укладывать мауэрлат необходимо заподлицо с внешней частью стены, прочно соединив их вместе. Для соединения мауэрлата со стеной еще на этапе возведения стен закладываются (заливаются в армопояс) анкерные болты или проволока. Если в качестве крепежа используется проволока, то после укладки бруса он крепко обвязывается этой проволокой вокруг и остается в таком виде крепко закрепленной. В случае, если в стену были замурованы анкерные болты, в мауэрлате предварительно сверлятся сквозные отверстия, которыми брус насаживается на болты и затягивается сверху гайками с широкими шайбами.

Важно также не забыть уложить слой гидроизоляционного материала в виде прокладки между стеной и мауэрлатом. В качестве гидроизоляции, как правило, используется рубероид или подобные материалы

Подробнее о закреплении мауэрата рассказано в данном видео

Установка стропил двухскатной крыши

После того как подготовлено основание, приступают к сборке стропильной системы двухскатной крыши. Монтаж стропил можно выполнить несколькими способами: устанавливать стропила сразу на крыше или некоторые элементы конструкции выполнить на земле, а затем поднять с помощью специального оборудования в место установки. Правильно выставить стропила на двухскатную крышу своими руками без помощи напарника достаточно проблематично, поэтому лучше воспользоваться помощью, чтобы не ошибиться и не свести на нет все усилия.

Чтобы проще было крепить брусья, на каждой стене стоит разметить точки крепления и соединить противоположные стены балками (лежнями), на которые будут установлены стойки для подпорки стропил. На стойки устанавливается коньковый брус, который является направляющим для установки стропильной системы. Для того чтобы соединить стропила максимально точно, чтобы весь скелет из стропил был одинаковый, пользуются шаблонами. Так вы сможете избежать провалов и перекосов в кровле.

После установки конькового бруса приступают к самой ответственной части – монтажу стропил (уже скрепленных между собой или отдельно)

При этом важно постоянно следить за уровнем и ровностью установки. Крепят стропила между собой, как правило, на гвозди или при помощи железных скоб

Распространенные схемы выставления стропил на двухскатную крышу и их крепления друг с другом показаны на рисунке ниже.

После выполнения каркаса крыши требуется выполнить установку вспомогательных крепежей для улучшения жесткости кровли. Для этого устанавливают подкосы и средние коньки.

Предлагаем вам посмотреть видео, в котором наглядно показана установка стропил своими руками для двухскатной кровли.

Обрешетка двухскатной крыши

Обрешетка двухскатной крыши в простейшем случае представляет собой монтаж поперечных досок на стропила для укладки на нее кровельного материала. Но, как правило, современная кровля представляет собой более сложный пирог из различных слоев.

После установки обрешетки крыша накрывается слоем гидроизоляции, слои которой монтируются с напуском друг на друга, а стыки скрепляются скотчем.

Следующим шагом идет закрепление контробрешетки – планок, закрепляемых под углом 90 градусов к основной обрешетке. Это нужно для обеспечения вентилируемого зазора в пироге кровли для избавления от влаги.

На заключительном этапе монтажа двухскатной крыши  производят укладку кровельного покрытия, выбор которого, как было сказано в начале статьи, зависит как от нескольких факторов, включая финансовую составляющую

Внешние работы по установке крыши заканчиваются подшивкой карнизов и обустройством фронтонов, если они не являются частью стен. После этого переходят к внутренним отделочным работам и утеплению крыши, если в этом есть необходимость. Подробно об утеплении кровли мы поговорим в следующих статьях.

Стоит отметить, что построить двухскатную крышу своими руками не так сложно, главное правильно произвести расчеты и пошагово следовать пунктам инструкции, чтобы не упустить важных моментов при монтаже.

Краткая видеоинструкция по устройству двухскатной крыши представлена на видео:

Расчет двухскатной крыши

Часто у начинающих строителей перед проектированием и расчетами на закупку материала возникают вопросы по поводу того, как узнать длину стропил двухскатной крыши

Для этого важно на этапе проектирования знать, какой будет ширина здания, для  подбора стропил стандартного размера, чтобы не пришлось их сращивать, жертвуя их несущей способностью. Вместе с этим нужно не забыть об угле наклона крыши

Все эти факторы в конечном итоге будут влиять на расчет длины.

Итак, для вычисления длины стропил такой крыши нужно разделить треугольник, образованный стропильной системой на два прямоугольных треугольника. Дальше, зная ширину здания и угол наклона крыши можно определить высоту конька двухскатной крыши. Зная два катета прямоугольного треугольника и используя теорему Пифагора, можно вычислить гипотенузу каждого прямоугольного треугольника, которая и является необходимой длиной стропил нашей крыши.

В итоге, для определения окончательной длины, к полученному значению нужно прибавить еще 30-50 см. для обеспечения свесов крыши.

Все проведенные расчеты по определению высоты конька (она же высота фронтона) и длины стропил наглядно показаны на изображении:

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что двухскатная крыша является наиболее дешевым и универсальным видом кровли для частного дома. Есть примеры, когда с помощью подручных средств люди возводили двухскатную крышу самостоятельно в одиночку. Но все же советуем вам пользоваться помощью специалистов в таких вопросах, ведь грамотно сделанная крыша над головой — это комфорт и уют в доме.

Проектирование конструкции двухскатной крыши дома

Первым и основополагающим этапом постройки двухскатной крыши является ее проектирование. Мы уже говорили о том, что от выбора угла наклона крыши будут зависеть нагрузка, воспринимаемая кровлей, и, как следствие, выбор кровельного материала, который сможет противостоять осадкам и нагрузкам от этих осадков и ветра.

На данном этапе создаются чертежи конструкции будущей кровли и проводятся все необходимые расчеты. Это необходимо, в первую очередь, чтобы иметь представление об общем виде крыши и ее размерах, а также чтобы учесть все предполагаемые максимальные нагрузки.

После проектирования у вас на руках будет весь пакет документов, в которых будут указаны все размеры будущей крыши, ее площадь для закупки кровельных материалов, полная номенклатура пиломатериалов, используемых в постройке. Наличие списка с номенклатурой пиломатериала позволит не потратить лишних средств на его закупку, так как при строительстве крыши пиломатериал — это основная статья расходов.

После того, как выполнены все проектные работы, переходят непосредственно к строительным работам. При проведении работ своими руками экономится половина бюджета, который мог бы пойти на оплату строителям

При это важно помнить о соблюдении всех норм и правил, чтобы конечный результат оправдал ожидания

Стропильные фермы крыши и её виды

Стропильная система — основа крыши, которая делает упор на несущие элементы строения и служит также каркасом для различных видов материалов для кровли: утеплителей, гидроизоляции, разнообразных покрытий.

Габариты и конструкция стропил зависят от:

• приобретённого материала;
• размеров строения;
• габаритов дома;
• стройматериала для стропил;
• индивидуальных предпочтений заказчика;
• актуальных для определённого региона нагрузок на крышу.

Стропильная система имеет:

• обрешётку — брусья, в перпендикулярном направлении укладывающиеся на стропильные ноги;
• стяжки, воспринимающие растягивающие усилия;
• стойки из дерева, расположенные в вертикальном положении;
• мауэрлат — брус, монтаж которого осуществляют вдоль стены, на него делают упор стропила;
• стропильные ноги — это своего рода балки из дерева, принимающие на себя основную нагрузку крыши.

Каждый из приведённых факторов очень важен, поскольку необходимо понимать, какой тип стропильной системы будет оптимально подходить для той или другой определённой ситуации.

Когда речь заходит о малоэтажных домах, то самую большую распространённость получают конструкции из дерева. Во многих случаях применяют три вида стропильных ферм: висячие стропила, наслонные стропила и смешанную систему стропил.

Характеристика висячих стропил

Висячие стропила — это наиболее элементарный вид стропильных систем, их характеристики:

1. У стропил делают лишь несколько опорных точек, которыми выступают, в частности, несущие стены строения. В подобном случае ноги для стропил работают и на изгиб, и на сжатие. Стропильные ноги ложатся на мауэрлат — это утолщённый брус или изделие из соединённых досок. Мауэрлат прочно крепится на торце основных стен. Стропильные ноги врубают в мауэрлат, а в качестве дополнительного крепежа используют кронштейны или скобы.
2. Вся конструкция распирает ограждение стены.
3. Чтобы компенсировать распирание, создают затяжки, которые соединяют стропильные пары. В основном они устанавливаются в самом низу, благодаря чему затяжки параллельно выступают и перекрытием крыши. В некоторых вариантах их располагают выше, но тогда затяжки приобретают более мощные, ведь нагрузка на затяжки многократно увеличится.

4. Затяжки не только компенсируют распирающее усилие, но и не дают разъединяться стропильным ногам.

Особенности наслонных стропил

Для наслонной системы стропил дом должен быть дополнительно оборудован несущей стеной, расположенной посередине. Различают наслонные стропила по таким признакам:

1. Концы наслонных стропил должны делать упор на следующие части строения:
   • стены по периметру;
   • столбчатые опоры или основные стены, расположенные внутри.
2. Действие стропильных ног — работа на изгиб, поскольку отсутствует нагрузка на сжатие. Вот почему для монтажа наслонной системы стропил применяют более тонкие элементы, а вся конструкция намного легче. Причём экономия пиломатериалов весьма существенная.
3. Проектируя наслонные стропила, следует учитывать тот факт, что есть обратная зависимость шага ног стропил и угла ската кровли. Иными словами, чем сложнее конструкция кровли, тем чаще надо монтировать балки стропил.

4. Использование промежуточных опорных точек уменьшает сечение балок и длину пролёта, который надо перекрыть.

Смешанная система стропил

Конструкция комбинированной системы наиболее сложная, поскольку включает в себя части двух других видов стропил — висячего и наслонного. Применяется она для мансардной кровли. Стены комнат, которые находятся на втором этаже, образуют вертикальными опорами, эти опоры являются и промежуточными стойками для стропильных балок.

Часть стропил, которые соединяют один конец стоек, функционирует как ригель для скатов, расположенных сбоку, причём для верхней части конструкции они являются затяжкой.

Одновременно горизонтальные брусья выполняют такие функции: для верхних скатов — мауэрлат, для боковых — коньковый брус. Чтобы увеличить прочность кровли, монтируют подкосы, которые соединяют боковые скаты и вертикальные стойки.

Комбинированная система строп в изготовлении самая сложная и трудоёмкая, но эти недостатки вполне компенсируются увеличением несущих качеств кровли в отсутствии лишних опор, особенно, когда есть необходимость перекрывать значительные пролёты в здании.

Увеличить несущие качества кровли можно с помощью смешанной стропильной системы

Нагрузка на стропила по схеме

Различают три типа нагрузки:

• Постоянная. Это значение, которое не будет изменяться на протяжении всего срока эксплуатации кровли. К этой категории относят массу кровельного материала, утеплителя, гидро- и пароизоляции, обрешетки, доборных деталей кровли, а также внутренней отделки мансарды. То есть, суммированное значение массы элементов и будет ожидаемой нагрузкой. Ее средняя величина составляет 40-45 кг/м2, но не более 50 кг/м2. Желательно предусмотреть запас прочности, равный 10 % от общей массы.
• Переменная. Имеется в виду интенсивность выпадения осадков, нагрузка от снега и ветра, которые могут существенно варьироваться в зависимости от времени года или погодных условий.
• Особая. К данной группе относят экстремальные природные явления – землетрясения, торнадо, сильные ветры. В этих случаях запас прочности делают существенно больше обычного.

Обрешётка

Для перекрытия крыши нужно будет сделать обрешетку. При выборе черепицы в качестве кровельного материала обрешетка должна быть сплошной.

На фото конструктивные элементы крыши: 1. кровля крыши; 2. бордюр; 3. вентиляционный люк; 4. конек; 5. стропила (стропильная нога); 6. вспомогательные элементы; 7. контр-балка (контр-брус); 8. обрешетка крыши; 9. защитный элемент безопасности; 10. карнизный сточный желоб; 11. фриз (бордюр) стены; 12. разжело­бок или ендова; 13. водоотводная сливная труба; 14. снегозадерживающее ограждение; 15. отду­шины для вывода пара; 16. опорный мостик; 17. анкерная опорная пластина; 18. обвязочный элемент; 19. молниеотвод; 20. подсоедине­ния технического оборудования из помещений; 21. воздуховод; 22. выход на крышу; 23. лежачее слуховое (чердачное) окно; 24. стоячее слуховое окно; 25. труба (дымоход печи); 26. наклонное перекрытие крыши; 27. чердачное перекрытие; 28. разделительная стена чердачного простран­ства; 29. теплоизоляция.

Для работы требуются деревянные целостные доски, толщина которых составляет примерно 25 см

Особое внимание нужно обращать на отсутствие на них трещин и сколов. Длина досок должна быть равна двум пролетам между стропилами, т

е составлять 2 метра.

При этом стыки будут располагаться только на опорах. Расстояние между ними должно быть не больше 5 мм. Доски, применяемые для формирования конька, следует располагать на возможно более близком расстоянии один от другого. Крепление осуществляется при помощи гвоздей длиной 20 см.

Выбор варианта обрешетки зависит от типа кровельного материала.

Если предполагается создание рулонных мягких кровель, то настил обрешетки должен быть целым (сплошным). При наличии шиферной или металлической кровли подходит разряженная обрешетка.

Если есть необходимость, то можно сделать настил двойным. При этом первый слой надо уложить в стандартном порядке – параллельно коньку, а второй – вдоль спуска, перпендикулярно.

Устройство стропил для чердачного помещения

Чердак двухскатной крыши имеет самую простую висячую систему.

Для чердачного перекрытия целесообразно изготовить готовые фермы на земле, а затем их поднять на крышу, предварительно установив мауэрлат.

Фермы состоят из стропильных ног, прочно закрепленных затяжкой у нижнего основания. Можно дополнительно использовать подкосы или бабки.

Большое значение имеет закрепление затяжек на стропилах. Рекомендуется устанавливать затяжки так, чтобы их брусья располагались за линией стены на полметра, тогда отпадет необходимость дополнительно устанавливать свес.

Как изготовить стропила самостоятельно вы можете прочитать здесь.

Фермы закрепляют с помощью верхних и нижних прогонов.

Стропильная система для чердачного помещения

Составление схемы

В зависимости от особенностей кровли (одно- или двускатная, форма и т. п. ) составляется проектная документация.

Эта работа проходит в несколько этапов:

• составляется эскиз будущей кровли (на этом этапе чертеж должен иметь готовый вид кровли с проработкой стилевого оформления строения);
• прорабатываются основные кровельные элементы (на чертеже отображается степень нагрузки и количество материалов);
• схема отображает строительство кровли.

Стоит учесть, что отличия в скатных конструкциях связаны с типом стропил (висячие или наслонные), с неравномерностью углов наклона, с размерами свеса карниза. Также стоит учесть и ошибки при проектировании. Одной из наиболее распространенных из них считается ошибка с расчетом расходования материалов на весь комплекс. Процесс составления чертежных схем лучше всего доверить специалистам. Кровельная конструкция возводится в соответствии с принятыми строительными нормами

Кроме того, важно минимизировать возможные ошибки и дефекты. Так, если выбор типа кровли и способ монтажа выбраны неверно, это послужит причиной обрушения кровельной конструкции

При неверно начерченном уклоне и его возведении есть риск увеличения нагрузки на крышу. Хотя допускаются ошибки при конструкции вентиляционных элементов. Сам по себе чертеж не должен быть сложным, однако следует соблюдать правила установки всех кровельных элементов, соответственно, они должны быть прописаны. Профессионально выполненный план кровли увеличивает безопасность конструкции.

Стропильные системы двусктной крыши наслонного типа

Данный тип стропильной части крыши устанавливают в тех местах, где длина пролета достигает 10 – 16 м. Есть возможность предусмотреть любой уклон, при этом внутри дома должны присутствовать несущие стены или колонны. Верхняя часть стропильных ног стыкуется с коньковым прогоном, а нижняя – фиксируется на мауэрлате. Коньковая балка в свою очередь опирается на внутреннюю стену дома или на стойки. В применении затяжек нет надобности, поскольку нагрузка распределяется только в вертикальной плоскости.

В случае длины пролета до 16 метров, вместо коньковой балки можно использовать два боковых прогона, подпирающих стойки. Для предотвращения прогиба стропильных ног нужно установить подкосы и ригели. Если вы планируете установить мансарду, в качестве опоры под наслонные стропила можно использовать стену с высотой от 1 до 1,5 метров. Как вариант, можно установить ломаную мансардную крышу.

Во время строительных работ по установке стропильной конструкции двускатной крыши стоит учитывать такие факторы:

• Все конструкционные элементы должны быть толще 5 см.
• Все элементы системы стропил должны быть гладкими и прогаблеванными. Это защитит их от гниения и поражения грибком.
• Выполняя устройство крыши, настрого запрещено дополнять конструкцию сомнительными элементами, так как это может привести к неправильному распределению нагрузки и порчи кровли в будущем.
• Мауэрлат должен быть уложен четко по горизонтали относительно стен. Горизонтально должна быть состыкована и поверхность мауэрлата со стропильной ногой. В противном случае опора может попросту опрокинуться.
• Стойки и подкосы должны быть расположены максимально симметрично.
• Нужна хорошая вентиляция для того, чтобы стропила не намокали и не начинали гнить. Для вентилирования в крыше мансарды делают просветы, а в крыше чердака – продухи.
• В местах стыковки стропильных узлов с кирпичной кладкой, требуется монтаж гидроизоляции. Иначе, сконденсированная влага начнет портить древесину.
• Стропильная нога, у которой нет опоры, должна быть длиной, не превышающей 4,5 м.